Home Assistant: Logging auf einen zentralen Server

Da der Raspberry Pi sehr günstig ist, ist es durchaus sinnvoll, mehrere Home Assistant Installationen im gleichen Haus parallel zu betreiben. Das bringt einige Vorteile:

  • Man kann z.B. Temperatur und Luftfeuchtigkeit über direkt angeschlossene Sensoren in verschiedenen Räumen überwachen.
  • Wenn eine Instanz ausfällt, läuft die zweite immer noch und kann die Automatisierungen weiterhin steuern.

Allerdings bietet es sich selbst mit mehreren Instanzen an, die Sensordaten an einen zentralen Server zu senden. Das erleichtert die spätere Datenanalyse erheblich.
Ich benutze hierfür InfluxDB. Mit unserem neuesten Patch ist es jetzt einfach, die Daten von verschiedenen Instanzen zu unterscheiden. Hierfür können zusätzliche Tags genutzt werden:

Die Konfiguration würde dann z.B. wie folgt aussehen:

influxdb:
  host: 192.168.1.199
  tags:
   instance: wohnzimmer
influxdb:
  host: 192.168.1.199
  tags:
   instance: balkon

Reingeschaut: Broadlink RM 3

Vielleicht haben Sie schon gelesen, dass ich die Broadlink-Produkte nicht unbedingt mag. Aber vielleicht lässt die Hardware ja wenigstens einfache Modifikationen zu?

Schauen wir doch mal in einen RM Mini 3 rein. Hierbei handelt es sich um einen Infrarot-Controller, der vom Smartphone bedient werden kann.

Nimmt man dan oberen Deckel ab, sieht man sofort die Infrarot-LEDs und einen Infrarot-Fernbedienungsempänger:

rm3-1

Das war zu erwarten. Gibt es beim Steuerungsboard vielleicht irgendwelche Überraschungen?

rm3-2

Eigentlich nicht. Der Hauptprozessor ist ein Marvel 88MC200. Das ist ein relativ einfacher ARM-Cortex-M3 basierter Chip, der mit 200 MHz läuft. Mehr Leistung ist für ein derart einfaches Gerät auch nicht notwendig. Da der Chip kein integriertes WiFi mitbringt, gibt es noch einen weiteren Chip: der 88W8801 ist ein Marvel WiFi Chip.

Theoretisch könnte man auf den Marvel-Controller vermutlich eine eigene Software aufspielen, die die Limitationen der Originalfirmware behebt. Allerdings wird das recht kompliziert. Vermutlich möchte niemand mehrere Tage an einem 20$-Gerät rumschrauben und herumprobieren. Die einfachste Tuning-Möglichkeit dürfte es sein, dass Controller-Board einfach durch einen ESP8266 zu ersetzen. Allerdings kann man dann auf den Rest des Gerätes auch ganz verzichten. Einfach ein paar Infrarot-LEDs an den ESP8266 anschliessen, dann kann man die Funktionalität dieses Systems auch recht einfach nachimplementieren. Das ganze wird auch sicher noch günstiger.

Reingeschaut: 433MHz Fenstersensor

Es gab schon einen Blick in einen 433Mhz Fenstersensor in der Vergangenheit. Da es diese Sensoren in vielen verschiedenen Ausführungen gibt, stellt sich die Frage: Sind die alle gleich?

osm900-1

Als erstes fällt auf, dass dieser Sensor grösser ist. Beim Öffnen sieht man, warum das so ist:

osm900-3

Dieser Sensor nutzt AAA batteries. Das macht den Austausch einfacher und kostengünstiger als die Spezialbatterie, die wir im anderen Sensor gesehen haben. Wer das Gerät zum Einbruchschutz nutzen will, findet es vermutlich nützlich, dass beim Öffnen des Gehäuses auch ein Signal gesendet. Wird. Dafür ist ein zusätzlicher Mikroschalter vorhanden.

osm900-2

Auf der Rückseite gibt es keine Überraschungen: Der Sendechip, ein paar externe Komponenten und  eine LED.

Das genutzte 433MHz Funkprotokoll ist trivial, es wird immer exact der gleiche Code gesendet. Es gibt keinerlei Verschlüsselung o.ä. Das heisst auch, dass es extrem einfach ist, dieses Signal aufzuzeichnen und beliebig oft wieder abzuspielen. Ob das ein Problem ist, hängt vom Anwendungsfall ab.

Wir das vorher getestete Modul sendet auch dieses nur ein Signal beim Öffnen des Fensters, nicht beim Schliessen. Das heisst, der Sensor kann nicht genutzt werden, um festzustellen, ob ein Fenster geöffnet oder geschlossen ist.

MP1584 buck converter module

This small module MP1584 buck-converter module seems to be a good solution to power small circuits from higher voltages. Especially cool with this chip is that it accepts input voltages up to 29V. This makes it a perfect candidate for additional circuits that connect to a KNX bus. But it’s not limited to KNX buses. If you want to build a WiFi interface for your Roomba, you also have to down-regulate the 15V battery voltage to 5V or even 3.3V. You want to something to power a circuit from a car battery? This seems to be a perfect circuit for there use cases.

mp1584With it’s tiny dimensions of 17 x 22mm it’s size is around the size of 2 MicroSD cards (and much smaller than a single SD card).

The output voltage of the module is controlled by a tiny potentiometer. You will need a multimeter to check the output voltage before connecting it to a circuit.

While the plain voltage range data seems to be quite good, how does the circuit behave on different loads? Some Chinese dealers claim that similar modules should handle 3A load. If you just look at the size of the inductor you might already start thinking that this most likely isn’t true. However, DC resistance of the inductor is approximately 10mOhm (I miss my Kelvin probes and therefore could only measure this very roughly).

Let’s start with 29V input voltage – this will bring everything to the limit. Output voltage is fixed to 5V in this experiment. Without any current drawn, it still looks a bit rough:

29_0

However, a voltage swing of (Vpp) 98mV is no problem at all. Between 0.1A and 0.9A the circuit behaves quite well. Vpp is around 0.2V (a bit lower on low currents, higher in higher currents)

29_0.5

We reach the end at 1A. Now the regulator doesn’t provide a stable output voltage anymore:
29_1

But what about lower input voltages? Let’s go the the other “extreme”: 9V (it will work with even less, but let’s give it a bit headroom).

Almost perfectly clean with no load:
9_0

A bit more stable than at 29V for currents between 0.1A and 0.7A:

9_0.4

And at 0.7A we reach the end of the useable current range:

9_0.7

Conclusion: This module works fine for almost every embedded use case: Arduino, ESP8266 WiFi modules and even a Raspberry Pi without any additional USB devices plugged in.

Here are 2 animation that shows the output voltage under different loads:

29V input, 5V output, 0-1A in 0.1A steps:

29v_animated

9V input, %V output, 0-0.7A in 0.1A steps:

9v_animated

Anschluss eines Feinstaubsensors an PC oder Mac

Ein einem früheren Artikel haben wir Feinstaubsensoren vorgestellt. Viele dieser Sensoren kommen mit einem kleinen 8-poligen Anschluss. Mit etwas Glück findet man sogar ein englischsprachiges Datenblatt. Es könnte aber sein, dass es nur ein Chinesisches gibt, wie z.B. dieses hier:

pmsensor-cover

Glücklicherweise haben die Pins englischsprachige Bezeichnungen.

datasheet

Das ist eigentlich schon alles, was wir brauchen, um dieses Gerät mit dem PC zu verbinden. Die Betriebsspannung ist 5V, die I/O-Pins nutzen 3.3V- Das passt perfekt für die meisten Anwendungen. Weiterhin gibt es eine serielle Schnittstelle (RX/TX) und einen SET und einen RESET Eingang.

Jetzt brauchen wir nur noch einen USB/Seriell Adapter. Diese Schaltungen gibt es in den verschiedensten Varianten. Sie sehen z.B. so aus:

usbser1 usbser2

usbser3

Beim Kauf sollte man darauf achten, dass der Adapter sowohl 5V als auch 3.3V bereitstellen kann. Für dieses Projekt brauchen wir zwar nur 5V, aber es kann später hilfreich sein, wenn auch gleich noch 3.3V zur Verfügung stehen. Weiterhin sollte der Adapter einen DTR-Ausgang haben (den werden wir nutzen, um den Sensor ein- und auszuschalten).

Jetzt verbinden wir das ganze wie folgt:

 VCC pin 1  5V
 GND pin 2 GND
 TX pin 4  RX
 RESET  pin 6  DTR

Achtung: Die Pinnummern beziehen sich auf oben gezeigten Sensor. Die Anschlussbelegung ist nicht bei allen Sensoren gleich und sollte daher umbedingt geprüft und an den genutzten Sensor angepasst werden.

Warum ist RX nicht verbunden? Alle derartigen Sensoren, die ich bisher gesehen haben, geben lediglich Daten aus. Das heisst, dass RX-Signal wird nicht genutzt. Daher muss es auch nicht verbunden werden. Wer will kann auch RX anschliessen.

Letztendlich sollte es etwa so aussehen:

dust-sensor-interface

Das ist schon alles was getan werden muss, um den Sensor mit dem PC oder Mac zu verbinden. Nun können die Daten ausgelesen werden. Wie das geht, zeige ich in einem weiteren Artikel.

Messen der Luftqualität

Fragt man, was wichtig für den Wohnkomfort ist, erwähnt fast jeder als erstes die Zimmertemperatur. Ein weiterer wichtiger Faktor ist jedoch auch die Luftqualität. Jeder weiss, dass nach dem Kochen die Luftqualität nicht immer so gut ist, wie man sie sich wünscht. Neben dem Kochen gibt es aber auch viele andere Gründe für Teilchen, die in der Raumlauf schweben.  Diese werden als Feinstaub bezeichnet. Die aktuelle Definition des Feinstaubs geht zurück auf den im Jahre 1987 eingeführten „National Air Quality“-Standard for Particulate Matter (kurz als PM-Standard bezeichnet) der US-amerikanischen Umweltschutzbehörde EPA (Environmental Protection Agency).

Meist misst man heute den PM2.5 Werte. Diese berücksichtigen Partikel mit Grössen bis maximal 2.5µm. Diese können bei empfindlichen Personen zu einem erhöhten Gesundheitsrisiko führen. Generell ist der Mensch immer solchen Partikel ausgesetzt. Die WTO betrachtet allerdings Werte >50µg/m3 als problematisch.

Kaum jemand weiss wohl, wie hoch die Feinstaubbelastung in der eigenen Wohnung ist. Allerdings ist es mittlerweile nicht mehr teuer, solche Messungen vorzunehmen. Korrekt kalibrierte Sensoren sind immer noch sehr teuer, aber einfache Sensoren können bereits helfen, potentielle Feinstaubquellen zu erkennen.

Diese Sensoren sind intern etwa so aufgebaut:

dust-sensor

Eine Lichtquelle beleuchtet einen Luftstrom. In der Luft enthaltene Feinstaubpartikel reflektieren das Licht. Ein optischer Empfänger misst diese Reflektionen. Das sieht recht einfach aus – oder? Ist es auch! Die billigsten Sensoren sind für weniger als 20€ zu bekommen. Diese günstigen Sensoren nutzen üblicherweise LEDs als Lichtquelle. Laser-basierte Sensoren sind zwar teurer, können jedoch auch noch kleinere Staubpartikel erkennen.

Hier ist ein Beispiel eines Laser-basierten Sensors:

P7180912-web

Der Ventilator erzeugt einen kontinuierlichen Luftstrom durch das Gerät. Schaut man das Gerät von innen an, sieht man den Luftkanal und den eigentlich Feinstaubsensor.

P7180899-web

Der optische Sensor sieht so aus:


Was ist sonst noch drin?

Der Rest ist unspektakulär: ein kleiner Mikrocontroller und wenige externe Bauteile.

Besonders praktisch sind diese teureren Sensoren, da der Mikrocontroller bereits die ganze Arbeit erledigt. Über eine serielle Schnittstelle gibt er direkt die PM1.0, PM2.5 and PM10 Werte aus.

Mit einem einfachen USB/Seriell-Wandler kann man diese Daten nun direkt am PC auslesen. Wie dieser Adapter anschlossen werden muss wird hier gezeigt.

Links:

Wie ist eine billige Chinesische LED-Lampe aufgebaut?

LEDs zu Beleuchungszwecken sind in den letzten Jahren immer billiger geworden. Allerdings sind sie immer noch teurer als Halogenleuchten. Um Geld zu sparen könnte man auf die Idee kommen, LEDs direkt von einer der vielen Chinesischen Shopping-Seiten zu kaufen. Dort bekommt man solche Lampen schon unter 5$. Mich hat interessiert, was man dafür bekommt.

 

Die Lieferung kam so an:

led-lamp-china-broken

Ja, schon beim Versand hatte sich das Ding in seine Einzelteile aufgelöst. Im Prinzip sind besteht sie aus ein paar Leiterplatten mit LEDs, die von Hand zusammengelötet sind. Das ganze ist von einer billigen Plastikkappe “geschützt”. Etwas derartiges möchte hoffentlich niemand wirklich an 230V nutzen – oder?

Allerdings gibt mir das die Chance, mal zu schauen, wie die Schaltung funktioniert.

led-lamp-china-broken-inside

Das sieht nicht kompliziert aus – oder? Es ist auch wirklich die trivialste Schaltung, die man sich vorstellen kann. An der Netzspannung gibt es einen Entstörkondensator (der rote) inkl. Entladewiderstand. Dann folgt ein Brückengleichrichter (das schwarze Bauteil mit den 4 Beinen) und ein Glättungskondensator (4.7uF, 400V).

Die beiden parallel geschalteten 51Ohm-Widerstände begrenzen den Strom durch die höchstwahrscheinlich komplett in Reihe geschalteten LEDs.

Bessere Schaltungen nutzen Schaltnetzteile, die einen konstanten Ausgangsstrom ausgeben. Dafür muss man aber auch etwas mehr zahlen.

Die Tatsache, dass dieses Ding bei der kleinsten Berührung auseinanderfällt und im Inneren eine Gleichspannungen von etwa 300V anliegt, macht dieses Gerät extrem gefährlich. 300V Gleichspannung sind noch gefährlicher als 230V Wechselspannung.

Daher ganz klar: Finger weg!

Broadlink Produkte – fehlende APIs und andere Überraschungen

Wer auf Chinesischen Shoppingwebseiten unterwegs ist, wird früher oder später auch auf die Produkte von Broadlink stossen. Diese sind billig und scheinbar sehr leistungsfähig. Allerdings ist hier etwas Skepsis angebracht.

Schauen wir uns mal den Umweltsensor A1 an. Einige Verkäufer behaupten, dass das Gerät auch PM2.5 Feinstaubmessungen durchführen kann. “Coming soon” heisst es da. Nun könnte man vermuten, dass es hierzu nur noch ein Softwareupdate braucht. Dem ist jedoch nicht so. Der Sensor bietet lediglich eine Schnittstelle an, an die ein externen Sensor angeschlossen werden könnte. Diesen muss man natürlich zusätzlich kaufen und ob es ihn je geben wird, steht momentan noch in den Sternen.

a1Noch problematischer für Hausautomatisierungszwecke ist jedoch, dass offene und dokumentierte Schnittstellen komplett fehlen. Broadlink bietet Apps für Android and IOS an, diese sind aber natürlich für Automatisierungszwecke nutzlos. Es scheint ein SDK zu geben, dieses ist allerdings nicht öffentlich verfügbar und scheint auch nur für Android und IOS verfügbar zu sein. Damit wird es praktisch unmöglich, das Geräte in eine Automatisierungslösung zu integrieren.

Aufgrund der fehlenden Schnittstellen können die Broadlink-Produkte – daher nicht empfohlen werden – auch wenn sie sehr günstig sind.

Home Hack: Wifi Enabled Dog Flap/Treat Dispenser/Feeder

Every dog-owner knows the struggles of making it home in time to let the pup out, or the agony of waking up at 4am to let the Labrador outside to answer nature’s call. Well, there is good news to be heard. Wi-Fi enabled dog flaps and feeding dispensers are about to solve the most common problem known to the common pet owners.

Finding someone to pet-sit or look in your animals, whether it be a neighbour or a professional service used to involve someone else’s time and money. However, a new life-hack has revolutionised this and taken out the middle man, or in this case, your next-door neighbour who you have never really gotten to know.  Dog-flaps and feeders are now being connected to home networks and controlled by their owners from across the country when they are too busy to come home. Now, from the touch of your smartphone, you can control when and where your pet is allowed to go outside without having to leave the office.
pintofeedPintofeed is just one of the many automatic food dispensers on the domestic pet market that is controlled by its own app on your iOS, Android or Windows 8 smartphone. Once connected to Wi-Fi, you can dictate as and when the dispenser releases food for your pet, and as the app has numerous personal features, it can create feeding schedules based on your typical feeding times. It can even set up reminders to ensure your pet doesn’t miss a meal.
Similarly, with dog flaps, brands such as PetSafe have created various devices that can be controlled externally. The dog-flap is connected to your home internet and mobile or tablet, and can be opened or locked at the owner’s desire. There is also the option of having a chip implanted in the dog’s collar which can connect to the dog-flap when your pet is within a certain radius. It is then activated to open when your pet attempts to exit the home and prevents unwanted neighbourhood creatures wandering into your home.

The products and technology are becoming even more sophisticated, with in-built webcams fitted in the dispensers with a live feed to your phone, allowing you to keep tabs on your animals at any time of day. It is paving the way for single pet-owners who do not have the funds or means of employing somebody else to care for their animals to no longer schedule their life, businesses and affairs around their pets.

Vergleich einiger Hausautomatisierungslösungen

Ein gutes Haussicherungssystem ist sowohl für „Jedermann“ als auch „Technikbegeisterte“ geeignet.  Es gibt zahlreiche Automationssoftwares, die dafür sorgen können, dass Ihr Hausautomatisierungssystem genau Ihren Bedürfnissen entspricht:

Activehome: Activehome verfügt über ein optimiertes Design und besitzt eine visuelle und interaktive Benutzeroberfläche, damit die Bedienung Ihres Zuhauses simpel bleibt. Obwohl es über viel Erweiterungspotential verfügt und so für jeden Nutzungsgrad geeignet ist, verwendet Activehome im Gegensatz zu alternativen Softwares nur ein Protokoll. Da keine benutzerspezifischen Anpassungen vorgenommen werden können, ist Activehome die perfekte Wahl, wenn Sie nach einem simplen aber effizienten Haussicherungssystem suchen. Die Software ist zwar kostenlos, aber Activehome benötigt einen Hub (ähnlich wie ein Router), der ab einem Preis von $77.05 erhältlich ist. Das System kann nur über ein Windows-Gerät, wie beispielsweise einen Desktop-PC gesteuert werden. 

Powerhome: Mit Preisen ab $99.95 ist Powerhome eine bezahlbare Option zur Hausautomatisierung, die dank Systemsupport und anpassbaren Funktionen auch sehr umfangreich ist. Powerhome lässt sich fernsteuern und verfügt über viel Personalisierbarkeit, was den Mangel an Ästhetik wieder wettmacht. Mit Powerhome können Sie persönliche Protokolle nicht nur von Zuhause, sondern von überall aus entwickeln.

Homeseer:  Je nach Tageszeit und je nachdem ob sich Personen im Haus befinden, stellt Homeseer dank der intelligenten Lernfunktion die Beleuchtung und Thermostate in Ihrem Haus entsprechend ein. Homeseer bietet außerdem Smartphone-Integration, damit Sie Ihr Haus von überall aus überwachen und verwalten können.

Da Homeseer vom Internet unabhängig ist, wird es selbst während eines Internetausfalls funktionieren.

Homeseer ist ab einem Preis von $124.95 erhältlich und ist ein großartiges und vielfältiges Hausautomatisierungssystem für alle Ihre Sicherheits- und Multimediamanagementbedürfnisse. Es lässt sich zudem an Drittanbieter-Hardware anpassen.

Indigo Domotics: Dank Indigos Zusammenarbeit mit Herstellern wie beispielsweise Sony und Sharp, erfüllt es alle Ihre Automatisierungsanforderungen mit optimalem Support, Stil und Komfort. Dank Multiprotokoll-Unterstützung können Nutzer Indigo über das Interface ihrer Wahl steuern. Für fortgeschrittene Anpassungen lassen sich außerdem Python-Scripts verwenden. Als Mac-basiertes System unterstützt Indigo OS X- und iOS-Geräte, damit Sie das System von Zuhause aus und per Fernzugriff steuern können. Indigos Automatisierungsdienste sind ab einem Preis von $99.95 erhältlich.

Castle OS: Castle OS unterstützt mehr intelligente Geräte als jedes andere System, was es zur besten Wahl für Haushalte macht, in denen mehrere Betriebssysteme genutzt werden. Castle OS bietet Sprach-, Energie- und Klimasteuerung, zusammen mit den standardmäßigen Sicherheitsprotokollen. Castle OS lässt sich über eine breite Auswahl von Haussicherheits-Hardware, wie Nest Hub, Yale-Schlösser und Ecobee zusätzlich anpassen.

Domoticz: Domoticz ist eine Open Source-Software, die besonders viele benutzerspezifische Anpassungen zulässt. Mit Domoticz lassen sich alltägliche Haushaltsgeräte, andere Geräte und Sensortechnologie überwachen und steuern. Die Software warnt Sie außerdem mithilfe von Push-Benachrichtigungen, falls Protokolle für Wetterwarnungen aktiviert sind, oder Fehler bei Ihren Geräten oder Sensoren auftreten sollten.

Empfehlung: Dank seinen Multimediafähigkeiten ist Homeseer seinen Konkurrenten weit voraus. Homeseer bietet Ihnen umfassende Sicherheit und ist somit eine solide Basis für jedes gute Hausautomatisierungssystem. Dank des Funktionsumfangs, der Ihren Alltag erleichtern und Ihre Multimediabedürfnisse erfüllen wird, bietet Homeseer ein angenehmes Nutzungserlebnis. Homeseer ist eine optimierte und kommerzielle Mainstream-Lösung und somit ein relativ günstiges Bundle für Haussicherheit und Unterhaltung.